混合式教学在分子生物学课程中的实践探索

司建萍，段瑞君，王改妮，李 萍

（青海大学生态环境工程学院 青海 西宁 810000）

所谓专业，《国际教育标准分类》称之为课程计划，厦门大学编的《高等教育学》中把专业解释为“课程的一种组织形式”。学生学完所包含的全部课程，就可以形成一定的知识与能力结构，获得该专业的毕业证书[1]。可见，专业是课程的组织形式，课程建设是专业建设的基础和落脚点。

“分子生物学”课程作为生物类专业本科生最为重要的主干课程之一，其教学效果直接影响本专业的培养目标与学生的长远发展。然而，在长期的教学实践过程中，课程组成员发现以下几个因素严重影响“分子生物学”课程的教学效果：①“分子生物学”课程大部分教学内容都比较微观、抽象，对学生的理解与想象能力要求较高。②课程教学内容专业性很强，该课程是生物类专业的核心专业课，是在学生先修了“生物化学”“细胞生物学”等课程的基础上进行学习的，学生前期基础课程的学习掌握情况严重影响着本门课的学习效果。③课程前沿性非常强。分子生物学学科自1953年双螺旋结构被提出才正式开启，但发展极为迅速，特别是21世纪以来该领域发展更是日新月异。这就导致我们的教学内容更新速度飞快，同时教学中的知识量急剧增加，这对老师和学生来说都是一个巨大的挑战。④在日常教学中，同一个班级内的学生基础知识水平、学习能力等个体差异很大。这一问题相信在各高校中普遍存在，因为我们的学生大都来自全国诸多省市。然而，这一问题在青海大学更为突出，这里少数民族学生约占到37%，主要有回族、藏族、土族、蒙古族，这些同学中部分学生的母语并非汉语，这对他们的学习也带来了一些障碍。

为了较好解决上述这些问题，本课程组自2003年以来不断尝试包括课堂教学、考试、实验内容等多方面的教学改革[2]，但上述这些问题仍没有得到较好的解决。近年来混合式教学等新兴方式蓬勃发展。与传统教学方式相比，混合式教学为学生创造了一种真正高度参与性的、个性化的学习体验，达到“以学生为中心”的教学目的[3]；它通过“线上”和“线下”两种模式互补实现教学活动的深入[4]；混合式教学更具针对性，教师有时间完成更高层次的教学目标，学生有更多机会参与学习，有利于激发学生的主体能动性与创造性[5]。混合式教学因其优势众多而在兽医免疫学、基因工程实验等课程教学中已成功得到应用[6-7]。因此，本课程组成员尝试将混合式教学理念运用到分子生物学教学中。通过系统分析了本课程内容，对其进行模块划分[8]，再根据各模块教学内容的特点，采用差异性的混合式教学模式和灵活多样的教学方式，实现教学时间和空间的拓展，有效提升学生学习的效果和深度。

1 教学内容的模块划分

目前“分子生物学”课程是青海大学生物类专业学生必修的专业核心课，开课时间为大三上学期，共48个课时。本项目组成员在教学实践经验的基础上提出，“分子生物学”教学内容可划分为四个模块：遗传信息的传递、分子生物学技术、基因的表达调控和分子生物学的应用[2]。针对不同模块教学内容的特点，可采用不同的线上线下学时分配方案，实施差异性混合教学方式（图1）。

2 教学改革方案与实践

2.1 以线下教学为主的“遗传信息的传递”模块（20学时线下+6学时线上）

此模块教学内容是以学生之前所学的“生物化学”和“细胞生物学”课程为基础，而学生对这些基础知识的掌握程度差异较大。因此，课前任课教师利用QQ群等在线方式引导学生做好基础知识巩固。在课堂教学时选择雨课堂增强教学互动，提升学生的主动性和积极性。课后，在线指导学生运用X-Mind绘制思维导图，帮助学生自主梳理课程基础知识点，同时QQ群推送相关英文网站、最新书籍、文章等，从而拔高学有余力的同学。此外，利用雨课堂进行小测验，掌握学生的学习效果。教学目标、过程和效果三者形成一个完整闭环，促进教学效果。

2.2 以线上教学为主的“分子生物学研究方法”模块（4学时线下+6学时线上）

研究方法部分内容因知识点庞杂且难以理解，课上直接讲解效果不佳，因此，任课老师在课前指导学生结合课程实验、生产实践或科研热点等，自主设计综合性实验，以解决学生感兴趣的实际问题。课堂教学时教师组织学生以小组为单位PPT展示所设计的实验及其关键实验方法，通过理论联系实践，提升学生对教学内容的掌握情况和知识的综合应用能力。在此过程中，组内成员互相学习、取长补短，教师通过线上模式进行有针对性的辅导答疑，通过线下模式对学生的自学内容加以补充完善，从而有效地提高每一位同学的学习效果和综合能力。

2.3 以线下教学为主的“基因表达调控”模块（12学时线下+4学时线上）

这部分教学内容较为微观、抽象，学生普遍较难理解。针对这一问题，任课教师利用互联网时代的优势，深入挖掘MOOC、公众号等线上资源。在课前，精选相关视频资料供学生预习，在课堂教学中多加入动画、模式图等元素，变抽象为直观生动。在课后，同样通过雨课堂测试及时了解学生的学习效果。

2.4 以线上教学为主的“疾病与人类健康”模块（6学时线下+8学时线上）

“疾病与人类健康”模块涉及艾滋病、SARS、肝炎等众多疾病，其内容综合性、专业性和前沿性都很强，对学生基础知识、融会贯通及理解能力都要求较高，而班里学生学习能力、知识水平等个体差异较大。针对这些问题，教学采用“翻转课堂”的模式[9]。在此过程中，学生以小组形式自主查阅资料、交流讨论，学习成果以PPT的形式轮流分享。教师通过QQ或微信进行课前引导、课中补充完善。此模式真正做到以学生中心、还课堂给学生，不仅能够促进学生对课程内容的掌握和理解，还可以加强学生的表达能力、交际能力以及查阅整理资料的能力等。

3 教学效果评价

本次教学改革以生物技术专业2班学生为改革实践样本，1班继续采用传统的教学方式。学期结束时我们从以下两个方面对教学模式改革的效果进行了深入分析：一是学生对教学方式的满意度。我们采用不记名打分的方式征集了1班（33名）和2班（35名）所有学生对本学期授课情况的满意度，结果发现与1班（90%）相比，2班学生满意度更高（95%）；二是学生的学习效果。从期末成绩来看，2班学生期末考试平均成绩（70.66）明显高于1班（65.40），同比提高了8%。同时，2班学生成绩更符合正态分布，且不及格同学比例明显降低（1班：26%；2班：16%）。

4 总结与展望

专业人才培养的关键是课程建设，“分子生物学”是生物类专业的核心课程，其作用不言而喻。为了进一步提高“分子生物学”课程教学效果，针对教学内容抽象、系统性强、难度大等特点，此次改革尝试将混合式教学理念运用到“分子生物学”教学中。改革方案设计注重利用互联网的优势和教师的引导性作用，并加强教学内容的趣味性，同时注意科学对待教学过程的完整性（课前、中、后全方位的学习）。通过此次改革探索，“分子生物学”课程的教学效果得到很大的改进，帮助学生实现了成绩、能力双提高。

此次改革经验可直接用于存在类似问题（如教学内容抽象难懂、学生知识水平差异大等）的课程教学中，并不局限于某个专业、学院或学校。因为改革所用的工具、资源等几乎都是免费、公开、简单易学的，所有的教育工作者都可以快速掌握并应用。具体来说：①雨课堂由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同开发，它结合了PowerPoint和微信的优点，使用方便，且覆盖了课前、中、后每一个环节，帮助教师采集课前预习、课堂互动、作业等层面的各项数据，分析课程数据和学生学习情况，从而实现精准教学[10]。②MOOC（Massive Open Online Courses，大规模在线开放课程），近年来作为一种新型的在线学习模式在世界范围内迅速崛起，给学习者带来了全新的开放、共享的学习体验，打破了学习空间限制和时间限制[11]。在我国，由“爱课程”网与网易云课堂于2014年合作推出的“中国大学MOOC”平台，随后迅速成为国内MOOC平台的引领者[12]。此共享平台上传了国内各大院校的优势课程，教育部评选出的“国家精品在线开放课程”目前已有七百门。在我们的教学中，教学组织者既可以引导学生参加MOOC课程的部分或全部内容的自主学习，也可以在授课过程中插入必要的视频资料选段。③翻转课堂（Flipped Classroom）的理念较新、发展也较为迅速。2000年，迈阿密大学的莫里·拉吉和格兰率先在“经济学入门”课程教学中实践“翻转”课堂[13]。随后，翻转课堂教学流程的逆序创新理念（由“先教后学”转变为“先学后教”）得到进一步发展。2011年后“翻转”理念开始在国内探索、实践并快速传播。翻转课堂的教学理念是让学生课前自主学习，而在课堂上完成内化吸收。这一理念突破了教学的时空限制，增加了学生的自主选择性，满足了学生个性化学习的需要[14]。

如何根据课程的特点更好地实施教学过程是教育工作者永恒的课题。尽管通过此次改革探索，“分子生物学”课程的教学效果取得了很大程度的改进，但在以下几个方面仍需未来进一步加强：①优质教学资源的积累和完善。针对不同模块，设计了差异性的教学方案，也积累了一些比较好的教学资料，比如说“疾病与人类健康”，目前在SARS、艾滋病、糖尿病、乙肝等疾病的致病机理与治疗方面积累了一些资料，还有更多疾病与健康相关资料我们并未涉及，需要在以后教学过程中逐步积累。②优质教学资源的筛选。互联网时代，知识、信息快速膨胀，仅中国大学MOOC平台上仅与分子生物学相关的课程就有上百门次，各有特色、各有优势。尽管点击量、选课人数抑或是教育部评选结果可以作为重要参考，但任课教师很难选择其中一门或几门通过SPOC（Small Private Online Course）的形式推送给学生进行线上学习，所以，工作中要努力确保每个知识点都能够找到最佳的教学资源。③理论到实践的转化。“分子生物学”是一门理论与实践并重的课程，但受限于实验的难度、实验的安全性、实验课时及实验经费的限制等因素，诸多实验不能开展，目前解决方案主要有以下三个：一是充分运用“国家虚拟仿真实验教学项目共享平台”（http://www.ilab-x.com/）等在线资源；二是及时摒弃陈旧过时的实验、优化课程实验安排；三是积极引导学有余力的本科生早日加入科研创新项目团队。在下一步的教学改革中，教学团队成员将以上述这些不足之处作为改进目标，不断提升“分子生物学”教学效果，从而推进我国生命科学教育的发展。